OSPF笔记

最新推荐文章于 2025-07-30 21:01:35 发布

@@123456胡斌

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文章标签：网络智能路由器

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/wangleihubin/article/details/144149798

1. OSPF基础

协议特性：
- OSPF是一种内部网关协议（IGP），用于在自治系统（AS）内部交换路由信息。
- 它使用链路状态数据库（LSDB）来存储网络的拓扑结构。
- OSPF直接在网络层工作，不依赖于传输层协议，因此没有TCP或UDP封装。
协议号：OSPF数据包通过IP协议号89进行标识。
报文参数：
- 验证类型：确保安全性，防止未授权的访问。
- Hello包：用于发现邻居和维护邻接关系。
- MTU检测：确保所有OSPF路由器可以处理相同大小的OSPF数据包。

2. OSPF邻居关系

Hello和Dead时间：Hello时间是OSPF路由器发送Hello包的频率，Dead时间是路由器认为邻居不可达之前等待的时间。
DR和BDR：
- 在多接入网络（如以太网）中，会选举一个指定路由器（DR）和一个备份指定路由器（BDR）。
- DR负责与网络中的所有路由器建立邻接关系，并作为Hello包的洪泛中心。

3. OSPF数据包类型

DBD包：在建立邻接关系时交换数据库描述信息。
LSR：请求特定LSA的副本。
LSU：响应LSR请求，发送LSA副本。
LSACK：确认LSA的接收。

4. OSPF接口网络类型

MA网络：广播型网络，如以太网，使用MAC地址进行寻址。
NBMA：非广播多接入网络，如帧中继，需要额外的洪泛机制。
P2P网络：点对点网络，如串行连接，不需要广播。

5. 链路层协议

HDLC：一种面向比特的链路层协议，但兼容性较差。
PPP：点对点协议，提供链路层的认证和加密。
- LCP：链路控制协议，负责建立、配置和测试数据链路连接。
- 认证阶段：可选的认证过程，包括PAP和CHAP。
- NCP：网络控制协议，负责建立和配置网络层连接。

6. PPP协议工作过程

LCP协商：建立链路层连接。
认证阶段：
- PAP：密码认证协议，明文传输认证信息。
- CHAP：挑战握手认证协议，使用HASH算法进行认证。
NCP协商：协商网络层协议，如IPCP，用于IP地址的分配。

7. OSPF的LSA

7.1.OSPF的LSA详细说明

- 1. Router-LSA（类型1）
  - 生成：由每个路由器生成。
  - 内容：描述路由器的直接连接接口和状态。
  - 作用：在区域内传递拓扑信息，生成有向图。
  - 用处：计算区域内路由。
  2. Network-LSA（类型2）
  - 生成：由DR生成。
  - 内容：描述多接入网络的成员路由器列表和网络掩码。
  - 作用：作为Router-LSA的补充，提供网络掩码信息。
  - 用处：减少LSA的数量，优化网络性能。
  3. Summary-LSA（类型3）
  - 生成：由ABR生成。
  - 内容：描述区域间的路由信息。
  - 作用：传递区域间的路由信息。
  - 用处：实现区域间的路由传递。
  4. ASBR-Summary-LSA（类型4）
  - 生成：由ABR生成。
  - 内容：描述如何到达ASBR。
  - 作用：帮助路由器找到ASBR。
  - 用处：广告ASBR的位置，以便获取域外路由信息。
  5. External-LSA（类型5）
  - 生成：由ASBR生成。
  - 内容：描述OSPF外部的路由信息。
  - 作用：在OSPF自治系统内传播域外路由信息。
  - 用处：允许OSPF网络到达非OSPF路由的网络。
  6. Group-Membership-LSA（类型6）
  - 生成：由多播路由器生成。
  - 内容：描述多播组会员的资格和组成员关系。
  - 作用：支持多播路由选择协议，维护多播组成员的拓扑信息。
  - 用处：为多播流量提供有效的复制和转发路径。
  7. NSSA-External-LSA（类型7）
  - 生成：在NSSA区域中使用。
  - 内容：用于在NSSA区域内传播域外路由信息。
  - 作用：在NSSA区域内代替External-LSA。
  - 用处：允许NSSA区域内的路由器学习到域外路由。
7.2.LSA三元组：唯一标识一条LSA信息，包括LSA类型、LinkState ID和AdvRouter。
LSA老化和更新：
- 老化时间：默认1800秒，超过后由始发设备更新。
- 最大老化时间：3600秒，超过后删除LSA。
- 序列号：用于版本控制，范围从0X80000001到0X7FFFFFFE。

8. OSPF防环机制

区域内防环：
- 通过构建最短路径树（SPT）来防止环路。
- 分为两个阶段：首先计算Transit节点，然后计算Stub节点。
区域间防环：
- 所有非0区域必须与骨干区域直接相连。
- ABR处理Summary LSA，防止环路。
域外防环：
- 依赖Type-1 LSA及Type-4 LSA，防止环路。

9. OSPF优化技术

路由汇总：
- 域间路由汇总：减少区域间LSA的数量。
- 域外路由汇总：减少域外LSA的数量。
特殊区域：
- Stub：末梢区域，不接受4类和5类LSA。
- Totally-stub：完全末梢区域，不接受3类LSA。
- NSSA：非完全末梢区域，不接受4类和5类LSA，但接受7类LSA。
- Totally-NSSA：完全的非完全末梢区域，不接受3类LSA。

10.OSPF拓展配置

10.1 手工认证

接口认证：
- 配置命令：[r5-GigabitEthernet0/0/0]ospf authentication-mode md5 1 cipher 123456
- 链路两端设备均需要配置。
区域认证：
- 配置命令：[r5-ospf-1-area-0.0.0.2]authentication-mode md5 1 cipher 123456
- 本质是接口认证，所有宣告在本区域的接口均会自动关联该认证。
虚链路认证：
- 配置命令：[r5-ospf-1-area-0.0.0.2]vlink-peer 1.1.1.1 md5 1 cipher 123456

10.2 加快收敛（计时器）

修改HELLO时间：
- 配置命令：[r5-GigabitEthernet0/0/0]ospf timer hello 2
- 注意HELLO时间必须保持一致，否则将导致邻居关系断开。
- 死亡时间会自动根据HELLO时间的改变而改变（4倍关系）。
手工修改死亡时间：
- 配置命令：[r5-GigabitEthernet0/0/0]ospf timer dead 20
- 必须保证死亡时间一致，否则将导致邻居关系断开。

10.3 等待计时器和轮询时间

等待计时器（Waiting）：
- DR和BDR选举时最大选举时间，等于死亡时间，无法手工修改。
轮询时间（Poll）：
- 配置命令：[Huawei-GigabitEthernet0/0/0]ospf timer poll 200
- 当NBMA环境下判断对端设备死亡后，会以轮询时间发送HELLO报文建立邻居。
重传时间（Retransmit）：
- 配置命令：[Huawei-GigabitEthernet0/0/0]ospf timer retransmit 2
- 报文重新发送的时间。
转发延迟（Transmit Delay）：
- 配置命令：[Huawei-GigabitEthernet0/0/0]ospf trans-delay 2
- 保证OSPF LSA老化时间在所有设备的一致性。

10.4 沉默接口

配置沉默接口：
- 配置命令：[r5-ospf-1]silent-interface GigabitEthernet 0/0/1
- 将连接PC的接口配置为沉默接口，只能接收但不能发送OSPF报文。

10.5 缺省路由

手工下发缺省路由：
- 配置命令：[R4-ospf-1]default-route-advertise
- 必须保证自身存在缺省路由，手工下发的缺省路由实质是5类LSA。
强制下发缺省路由：
- 配置命令：[R4-ospf-1]default-route-advertise always
- 即使自身不存在缺省路由也强制下发。

10.6 OSPF的路由过滤

域间路由过滤：
- 配置命令：[r1-ospf-1-area-0.0.0.2]abr-summary 5.5.5.5 255.255.255.255 not-advertise
- 针对区域之间传递的3类LSA进行过滤，配置位置ABR设备。
域外路由过滤：
- 配置命令：[R4-ospf-1]asbr-summary 10.0.0.0 255.255.255.0 not-advertise
- 针对其他协议重发布传递的